前言
- 经常在一些客户技术交流中，遇到关于滑轨式全点位母线和直列传统式母线的区别和运用，或在某些数据中心的母线安装案例中，机柜上方不采用大母线配电方案而采用机房小母线方案，新型方式与传统配电方式的区别，其优点与缺点等问题；本文就上述问题结合对数据中心配电的理解给出个人的一些观点和分析，供大家参考和探讨！
关键词：滑轨式、直列式、全点位、母线、微模块、PDU
1、数据中心配电系统
在开始讨论母线方案的运用之前，我们先了解下数据中心的配电系统结构。
数据中心配电产品结构：
依据这个结构，我们可以将数据中心的供配电系统划分为三个层次：
*层：接入层配电
• 总变配电系统：高低压配电柜变压器柴油发电机组成数据中心总配电系统
第二层：机房配电
• 机房配电系统：低压配电柜和UPS，UPS配电柜和精密空调柜等组成
第三层：机柜配电
末端配电系统：列头柜或机房专用母线系统（交流方案，交直流方案），PDU电力适配器、工业连接器及服务器自锁电源线。
2、末端配电系统解决方案
传统数据中心室内配电方案大多数使用列头柜加线缆（线缆使用桥架）的组合方案，该方案存在一些根本性缺陷。由于服务器等终端设备的持续进步，对于给服务器这类IT设备提供环境匹配的机柜和微模块、微型数据中心等产品需要能够依据需求快速更换，因此数据中心需要一个匹配快速安装的配电系统，同时在数据中心环境中急需一种在额定功率满载情况下，低温升，低能耗、能有助于降低数据中心PUE值的分配电系统。
由于母线替代电缆配套列头柜方案总体有成本的上升，这个上升的比例与配置的母线规格、品质、与智能等级同步会有很大的不同，不同的终端使用客户对于成本上升的预算容忍程度从20%-100%不等。其中与机房等级与节能等级不同也有直接的相关性。
目前的总体趋势表现为更多的母线配电方案运用和运维管理，母线配电方案更安全、可靠和灵活，更简单更节能。机房配电解决方案运用母线方案的使用率在20%左右，并呈逐年增长趋势。
3、 母线配电解决方案
母线系统在数据中心的运用，可以分为两部分；
• 总变配电系统：低压配电柜经动力大母线输配电到机房配电柜；
• 终端配电系统：机房小母线配电到机柜和其他关键负载在内的终端配电方案。
（*列头柜经电缆输配电到机柜和其他关键负载）本文不详述
3.1 母线的划分
根据母线的容量及运用环境，母线区分为：
• 动力母线（俗称大母线）
• 机房母线（俗称小母线）
• 其它母线（特殊）
² 照明母线
² 防火母线
800A机房母线分界点：
关于机柜功率：
目前对于数据中心设施和IT设备来说，在物理空间和电力容量方面都发生了很大变化，功能更强大的核心处理器，处理器功率也越来越高，风冷和液冷服务器制冷技术并存， 但风冷IT设备与数据中心设计和构建的结合已经相对成熟。相对于数据中心设施的IT设备指标集中在机架数量和机架的功率密度上。对于给定数量的IT设备功率负载需要多少空间和功率分配（每个机架的IT设备数量和大小）来说，这*终成为一项经济决策。
IT设备采用的空气冷却技术仍然占据了大多数传统数据中心制冷的主导地位，即使在使用数千台1U服务器或刀片式服务器的超大型数据中心环境中，它们的平均功率密度也很少达到或超过每机架10kW到15kW。这在一定程度上受限于风扇功率和散热成本，随着功率密度的增加（冷却系统和内部IT设备风扇），这些成本往往会大幅增加。
实际上，许多老旧的数据中心设施（企业内部部署数据中心或托管数据中心）每个机架功率有效地限制在5kW左右，但较新的数据中心设施的设计为每个机架10至20 kW，但单列机架数量也在15~20个左右。
多数情况下单列机柜服务器负载总功率很少有超过400Kw，因此多数运用中母线电流都不超过800A，电流在160A~630A之间，大量运用案例在250A以下；一般来讲，大家通常就定义800A做为大小母线分界点。
3.2 机房母线的划分定义
严格来讲，母线系统主要的作用是输配电，就是替代电缆的使用，母线和电缆的优势就是体积小，节能，寿命长，模块化安装，可进行扩展和通过插接箱接入支路回路提供不同位置的设备负载电力需求；
母线的功能：输配电功能的融合统一，不同的要求决定不同的产品结构；
• 输电：长距离输送电力到用电设备负载（馈线母线）
特点：无插孔
场景：变电室，配电房，消防或单一设备区域供电
• 配电：在不同位置提供多电力输出回路（插接母线）
特点：有插孔可接入插接箱
场景：高层楼宇配电，工厂多设备供电，机房机柜配电
具体到机房母线的运用，前者大母线主要是输电作用采用馈线母线，基本无插接箱的需求，而后者小母线其主要功能就是配电，因而有更多的插孔及插接箱需求；这就决定了机房母线的基本架构：采用可提供大量插孔的可接入多路不同电压需求负载的母线槽干线系统。
馈线和插接母线根据用电需求会搭配使用以满足各种用电设备的需求；
4、机房母线系统
机房母线的要求：
• 低温升
• 多插孔
• 智能化
• 易维护
• 交直流通用
机房母线的结构：
• 滑轨式母线（代表厂家UEC，TOP）
• 直列式母线（代表厂家SCHNEIDER, SIMENS）
滑轨式母线结构及插接箱安装方式
滑轨式母线的铜排导体采用环绕式布置，中间形成一个连续的空间通道，底部连续开槽具有密集布置插孔或全程全点位接入分支回路的特点；
直列式母线结构及插接箱安装方式
直列式母线的铜排导体采用并列上下平行布置，母线左右两侧可间隔或密集布置插孔接入分支回路的特点；
5、 机房母线的运用方案
根据数据中心的模块化机房设计，采用的制冷模式和机柜布置，归纳为以下三种方式：
• 机柜冷热通道
• 微模块
• 单双列机柜部署
冷热通道（冷池封闭冷热通道）
微模块（自带列间空调和UPS）
机柜单双列部署（整体机房制冷）
按数据中心机柜部署方式采用母线方案，常见的4种解决方案：
无论以上哪种方案，对于母线的布置均为以下两种布置方式：
• I字型部署
4路母线供电，此种方式采用4路母线架设在两排微模块机柜后上方，直接为下方PDU配电。
• U字型部署
此种方式减少了始端箱数量，母线整体性更强。但是单路母线负荷更高。另外，母线需要跨过冷通道天窗，需要单独设计。
以上两种布置方案，从成本角度讲无太大区别大致相同；*及多数情况采用 I字型部署 。
I字型部署
U字型部署
机柜功率及母线配置示例：
6、滑轨式与直列式母线的机房运用分析
关于数据中心机房母线运用，从市场及趋势来看，用户普遍趋向于使用滑轨式全点位插接母线配电系统；究其原因大家更关注全点位插接的特点及其便利性和美观性，而并没有从实际的使用便利性和综合布线情况来考虑为什么要使用全点位滑轨式母线配电系统。
关于全点位插接母线的两个误区：
一种观点认为全点位可以就近安装插接箱，或者在想需要的任意位置接入插接箱，可提供更多数量的插接箱输出，实际上直列式和滑轨式母线都能提供足够的插接箱插入点位，仅仅是对称或美观的问题。但这仅仅是用户和运维方考虑要求使用滑轨式母线的原因之一而已；
第二种观点认为滑轨式母线可以滑动插接箱到任意位置，这是个错误的认识，实际上对于大电流，滑动母线触头会造成电弧打火，虚接，触头变形导致母线连接处发热造成母线设备的损坏，引起供电断路造成严重安全隐患及事故。
那为什么数据中心更广泛的采用滑轨式母线运用方案呢？
我们就该问题做深入的分析：
滑轨式母线的广泛运用是和机房机柜的布置空间和使用便利紧密相关的；
根据滑轨式和直列式母线的结构特点及安装插接箱位置要求，结合机房机柜部署方式，空间要求、强弱电布线、综合管路通风消防系统等；分析其运用方案：
微模块或冷热通道机柜布置，AB双路热备平时各占50%负荷，一路失电另一路将提供100%的负荷，AB双路并列平置于机柜后部，这是母线布置方案的重要特点。
• 机柜顶部的空间分析
典型的模块化机房机柜布线，列头柜和母线方案布置不同；
列头柜方案：机柜顶部强弱电单层平铺设
母线方案：机柜顶部母线弱电并列分区域铺设
母线方案机柜柜顶空间分为红色强电区和绿色弱电区，占机柜顶部各500~550mm空间，橙色区域为通道顶部消防天窗翻转区域，不适宜部署母线及电缆跨越；母线布置在靠机柜后面PDU侧。
母线安装方式及要求：
直列式母线安装图
滑轨式母线安装图
母线安装空间要求图
直列式要求较大安装间距，下部较小
滑轨式安装间距小，下部空间要求大
机房设计通常要求的机柜顶部高度方向空间足够安装母线及综合管道布线系统，对于机柜顶部的宽度方向1000~1200mm的空间要求*紧凑，往往在并列平行安装两条母线时，如果是直列式母线由于插接箱左右安装造成母线间距过大， 其间距要求大于500mm，并影响到弱电综合布线桥架的施工与部署；过小间距则造成插接箱无法操作及观看，影响到日常运维和使用。
而滑轨式母线由于插接箱向下安装，避免了上述尴尬问题，能够从容部署在机柜宽度500mm以内，并和弱电桥架系统平行安装而相安无事。
这是数据机房大量采用滑轨式全点位母线配电系统的首要因素！
滑轨式母线相对来说更适合数据中心机柜末端配电的需求:
• 占用空间小
• 强弱电分隔区域
• 任意点位接入
• 智能化管理
• 插接箱就近安装
• 整体美观，对称
• 运维方便，简单
数据中心的末端配电就是母线干线配合电源分配器PDU的整体配电解决方案，来提供安全可靠便利的用电满足数据中心机房的电力需求。
总结滑轨式和直列式母线优缺点；
当然，*产品都有优缺点，不能简单的说某种产品的好坏，市场存在即合理！我们需要甄别的是那些产品*适合用户的需求，及拥有的高性价比和使用便利性。
适合用户的产品，就是好的选择！
IT解决方案
PDU:
标准型PDU：安推PDU
Meter-PDU、热插拔模块PDU
表计型PDU:L COM PDU、L NET PDU
智能型PDU：L NET Smart PDU、L TX6 Smart PDU
特殊型PDU：L 通用定制PDU、L 专用定制PDU
智能母线：
M系列（交流大母线）：MLV动力配电母线槽LVC/LVAGBS540
G系列（交、直流小母线）:GD滑轨式机柜直流母线槽GBS540、G滑轨式机柜交流母线槽GBS540
Q系列（交、直流快灵小母线）：QD直列式机柜直流母线槽、Q直列式机柜交流母线槽
微模块：
SMDC标准型（Stand）、AMDC仓储式（All-in-one）、RMDC装配式（Room）、CMDC集装箱式（Container）、智能机柜ST-ZL、精密列头柜ST-XL
连接器：
服务器自锁电源线、工业连接器及工业插头、充电枪、充电桩
品牌：
突破电气TOP
解决方案：
数据中心解决方案、轨道交解决方案、弹性配电解决方案、
应用场景：
FAQs：PDU是什么？PDU使用场景有哪些？PDU技术支持与客户服务有哪些？智能PDU主要功能与作用是什么？智能PDU分类有哪些？PDU内连线电气结构是怎样的？PDU常见插孔有哪些？PDU基本功能辅件有哪些？PDU基本组成部件有哪些？PDU选型要确定哪些基本参数？什么是母线系统？什么是机房小母线？母线的分类划分？母线的功能和结构差异是什么？机房母线系统的要求？突破智能母线产品符合哪些技术标准？突破电气作为智能电源分配设备（PDE）生产商具备哪些品质体系认证？关于产品知识产权，突破智能母线是否具备自主专利？为什么选择突破智能母线？突破智能母线产品具备哪些认证？什么是智能小母线系统？智能小母线系统和大母线有什么区别？滑轨式母线和传统母线系统的优缺点？TOPLINE-G智能母线系统结构特点？母线系统的组成有哪些特点？母线系统的组成有哪些部分？TOPLINE-G母线的电流等级？TOPLINE-G母线的外形尺寸？TOPLINE-G母线的卖点？柔性触指的特点？柔性触指应用在TOPLINE-G母线系统中的哪个部位？柔性触指的铍铜有什么优点？导体触头的好处？TOPLINE-G母线槽系统能否用于直流系统?母线的导体电流密度大还是小好?数据中心项目母线系统出方案需要了解哪些参数指标?母线方案和报价问题、TOPLINE-G母线标书的控标项、母线方案的交付与执行?母线的长度，1.5米， 2米，2.5米，3米， 能否定制6米或能否接受其他*用长度定制?温升检测，温升监测点如何分布，是否有智能监测管理系统(电能监测及母线温升监测) ?插接箱支持1路2路3路输出，16A/32A/63A输出，能否支持380V或者63A输出或者更多路、独立安全隔离屏蔽通信通道，如何进行的安全隔离?单、双倍载流N极铜排?舟线能不能装隔离变压器?智能监测方案是怎样的，否支持无线访问，是否支持并入动环,方案如何实施，单独一个插接箱-个监测点通过安装吊架的尺寸，可以按需定制还是根据母线长度,多长-个吊架，机房配置两路母线，可以同时使用一个吊架还智能表位于插接箱或始端箱位置高，不利于查看怎么解决?插接箱是分控开关配置，- 路-控,否可以加一个总控。比如一个总控,三个分控断路器?母线方案和列头柜方案投入对比，有没有具体参考数据的一个对比，目前相较于列头柜方案的优势建议细化交流?插接箱体偏大?壳体接地问题?箱体后面挂钩的作用?颜色是否可定制? .样品是单路输出如果三路输出箱体尺寸的变化(横向变化)、母线对机房高度的要求，多高的机房可以做母线方案?插接箱的间距是多少?如果插接箱上不用工业连接器用线缆的话插接箱的尺寸是否有变化?母线是否可水平安装?母线和电缆供电方式的区别、常用机房母线的结构形式及特点?什么是自锁电源线?自锁电源线有哪些国内外认证?自锁电源线有哪些自主专利?自锁电源线有哪些产品型号?自锁电源线的面价?自锁电源线的技术规格?自锁电源线的*拉力?自锁电源线提供几年质保?
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